• 제목/요약/키워드: unsaturated permeability

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불포화된 화강풍화토에 대한 공학적 특성분석을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Engineering Characteristics Analysis of Unsaturated Weathered Granite Soil)

  • 김준석
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.577-585
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    • 2020
  • 연구목적: 불포화토에서 발생하는 모관흡수력의 존재는 사면의 안정성을 증가시키지만, 강우침투 로 인한 모관흡수력의 감소는 갑작스런 사면 파괴를 유발하여 큰 재난을 발생시킬 수 있다. 본 논문에서는 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 불포화상태에서의 공학적 특성을 분석하였다. 연구방법:화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화 상태에서 함수특성곡선, 불포화투수곡선, 모관흡수력에 대한 불포화 전단강도 관계 등으로서 실험과 분석을 수행하였다. 연구결과: 입도분포가 불량한 경우가 입도분포가 균등한 경우에 비하여 체적함수비에 대한 모관흡수력의 변화가 급격히 발생하는 것으로 분석되었다. 입도가 균등한 경우가 입도가 불량한 경우에 비하여 동일한 모관흡수력에서 투수계수가 비교적 작은 값을 나타내었다. 모관흡수력이 크게 작용할수록 전단강도가 증가하는 경항을 보였다. 결론: 우리나라의 대표적인 산흙인 화강풍화토에 대하여 입도상태가 양호한 경우와 입도상태가 불량한 경우로 나누어 불포화상태에서의 공학적 특성인 함수특성곡선, 불포화투수계수, 불포화 전단강도 등에 대하여 실험을 실시하여 각각의 상관관계를 확보하였다.

불포화투수계수를 이용한 지반의 연속 침투능 산정 (Estimation of Continuous Infiltration Process by Unsaturated Permeability)

  • 한희수;이정식;장진욱;양남용
    • 지질공학
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    • 제20권2호
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    • pp.137-146
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    • 2010
  • 강우시 침투량 산정을 위하여 일반적으로 기존의 침투능 산정식인 Horton 공식 및 Green-Ampt 공식으로 지반 내 침투능을 산정해 왔다. 하지만, 실제 강우로 인한 지반 침투는 연속적으로 침투가 이루어지므로, 이와 같은 불연속적인 침투량 산정공식의 단점을 보완하고자 연속적인 침투능 산정공식을 새로이 유도하여, 침투능 및 침투량을 비교 분석하고자 하였다. 유도된 식 및 기존의 침투공식을 검증하기 위한 침투실험을 행하여 각 식의 결과들을 비교 분석하였다. 함수비 혹은 포화도의 함수인 불포화투수계수는 직접적으로 침투능 및 침투량에 영향을 끼치므로, 새로이 유도된 식은 침투과정에 따른 불포화투수계수의 변화를 이용하여 보다 정확한 침투능 및 침투량을 산정하고자 하였으며, 침투로 인한 구조물의 안정 및 지하수 거동을 보다 정확히 해석하기 위한 것이다.

함수비 특성곡선과 투수계수 특성곡선이 불포화토내에서의 물의 흐름에 미치는 영향분석 (Analysis of Influence by soil water-characteristic curve and permeability-suction relationship for the water flow in unsaturated soil)

  • 김석남
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.119-125
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    • 2003
  • 불포화토에서 물의 흐름은 함수비 특성곡선과 투수계수 특성곡선(permeability-suction relation ship)이라 불리우는 두 방정식에 의해서 영향 받는다. 함수비 특성곡선은 체적함수비와 석션(suction)간의 관계를 나타내는 방정식이다. 많은 연구자들은 특성곡선식들을 제시해 왔다. 이 논문은 불포화토에서 물의 흐름을 분석할 때 특성곡선식들을 정확하게 결정하는 것이 중요하다는 것을 보여준다. 비교목적을 위해서 두 방법 즉, Gardner (1958)에 의해서 제시된 특성곡선식들과 Fredlund (1994) 의해서 제시된 특성곡선식들이 사용된다. 이 두 방법을 사용하여 유한요소법에 의한 물 흐름의 수치해석이 수행된다. 수치해석 결과들은 미 Ohio주 Delaware County에 있는 TDR (Time-domain reflectometry) 계측기로부터 얻어진 현장 데이터와 비교된다. 이 데이터는 전략적 고속도로 연구 프로그램(Strategic Highway Research Program)의 한 부분으로 포함된 계절 계측 프로그램(Seasonal Instrumentation Program)에 의해 얻어졌다.

비포화대 지연배수 효과를 고려한 지하수위 변동모델의 개선 및 적용 (A Modification of Water Table Fluctuation Model Considering Delayed Drainage Effect of Unsaturated Zone)

  • 김성한;박은규;김용성;김남진
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권3호
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    • pp.17-27
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    • 2011
  • Recently, a physically based model of water-table fluctuation due to precipitation is developed based on aquifer water balance model. In the model, it was assumed that the water infiltration into ground surface is advection dominant and immediately reaches to water-table. The assumption may be suited for the sites where the water-table is shallow and/or the permeability of the unsaturated zone is high. However, there are more cases where the model is not directly applicable due to thick and low permeable unsaturated zone. For the low permeability unsaturated zone, the pattern of water flux passing through unsaturated zone is diffusive as well as advective. In this study, to improve the previously developed water-table fluctuation model, we combined the delayed drainage model, which has long been used in well hydraulics, to the water-table fluctuation model. To test the validity of the development, we apply the developed model to 5 different domestic sites. The model parameters are calibrated based on the groundwater hydrograph and the precipitation time series, and the correlation analyses among the parameters are pursued. The overall analyses on the delineated model parameters indicate that the delayed drainage parameters or delay index used in the developed model are able to reveal drainage information in the unsaturated zones.

불포화 준설매립 지반의 흙-수분 특성곡선 및 불포화 투수계수 예측 (Prediction of Soil-water Characteristic Curve and Unsaturated Permeability Coefficient of Reclaimed Ground)

  • 신은철;이학주;오영인
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.109-120
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    • 2004
  • 불포화지반에서 발생되는 부 간극수압은 함수비 변화에 따라 비선형적인 거동을 보이며, 이 관계를 흙-수분 특성곡선(soil-water characteristic curve)이라고 정의한다. 현재까지 우리나라의 흙에 대한 흙-수분 특성의 연구결과는 거의 전무한 실정이기 때문에 불포화 지반의 응력해석 및 침투해석 시, 마땅히 입력할 계수나 특성값이 없다. 본 연구에서는 준설매립지반의 주요 토사인 준설토와 모래, 그리고 복토재로 사용되는 화강풍화토에 대한 흙수분 특성시험을 실시하여 흙-수분 특성을 규명하였으며, 해석적 검증을 통하여 불포화 지반의 응력해석 및 침투해석 시 필요한 계수를 분석하였다. 또한, 입도분포곡선으로부터 흙수분 특성곡선 예측모델을 적용하고 흙수분 특성시험 결과와 비교 검토하였다. 흙-수분 특성시험결과, 세 가지 시료 모두 뚜렷한 히스테리시스 현상을 나타내었으며, 기존에 제안된 경험방정식에 실험결과를 적용한 결과 Fredlund and Xing의 경험방정식은 세 가지 시료 모두에 대하여 높은 정확도를 나타내었다. 한편, 입도분포를 이용한 예측모델은 Fredlund and Wilson의 방법이 가장 높은 정확도를 나타내었다. 흙-수분 특성시험결과와 다양한 예측모델을 통하여 불포화 투수계수를 예측하여 상호 비교한 결과, 모래와 화강풍화토는 Fredlund and Wilson의 방법, 준설토는 Arya and Paris의 예측모델이 높은 정확도를 나타내었다.

조립질 지반재료로 이루어진 기초의 불포화 침투 및 배수성능 평가 (Infiltration and Drainage Capacity of Unsaturated Soil-Aggregate Foundation System)

  • 성열정;박성완;태두형
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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    • pp.966-972
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    • 2009
  • Soil-aggregate system in pavement foundations exist in unsaturated conditions. However, change in water content on foundation layers due to joint and structural cracks during rainfall may cause problems like layer deformations or partial settlements. Therefore, a need exist to evaluate the infiltration and drainage capacity of soil-aggregate foundation system under both saturated and unsaturated conditions. To do that, a laboratory soil-water characteristic curve and permeability under unsaturated conditions are assessed to establish hydraulic properties of geomaterials and limited numerical analysis are performed respectively. As a result, it was found that suction profiles and drainage process was greatly influenced by the initial suction of soil-aggregate system at the time of infiltration, soil water characteristics curves, and hysteresis effects.

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Fractal Scaling of Permeability in Unsaturated Fractured Tuff: Wavelet-Based Approach

  • Hyun, Yunjung
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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    • pp.140-143
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    • 2003
  • Air permeabilities in unsaturated fractured tuff at the Apache Leap Research Site (ALRS) near Superior, Arizona, exhibit a self-affine behavior, thus renders a field random fractal. Based up fractal scaling, the observed scale effect has been interpreted [Hyun et al., 2002]. Recently, Frantziskonis and Hansen [2000] presented that fractal scaling can be represented based on wavelets. This study deals with the way of using wavelets for fractal scaling. A numerical study is presented to examine the applicability of wavelet-based approach to determining upscaled air permeability values on various data supports at the site. To characterize the scaling property of self-affine fields generated based upon wavelets, Hurst coefficient, H. was inferred by applying the average wavelet coefficient (AWC) method. The result yielded H = 0.24, which is very close to the result of geostatistical analysis using a power variogram (H = 0.22). The study concludes that wavelet-based scaling is a useful way of determining parameter values on different data supports, which is an essential task for modeling of subsurface flow and mass transport in a numeric grid with different resolutions (grid size).

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채움재 종류에 따른 투수콘크리트 성능 연구 (Study on Porous Concrete According to Filler)

  • 노병철;최규형;김정훈;차광일
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.741-744
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    • 2006
  • The study focuses on the mixture of materials for the development of porous concrete with unsaturated polyester resin. The materials used in the mixture include the coarse aggregates unsaturated polyester resin as binder, calcium carbonate and sand as a filler. An experimental procedure has been carried out to select the best combination of the materials that satisfy both the required permeability and compressive strength.

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